SymPyは、オープンソースの Python ライブラリで、記号計算に使用されます。スタンドアロンアプリケーション、他のアプリケーション用のライブラリ、あるいはSymPy Live [2]やSymPy Gamma [3]としてWeb上でライブで提供されるなど、様々な形式でコンピュータ代数機能を提供します。SymPyはPythonのみで記述されており、依存関係も少ないため、インストールや操作が簡単です。[4] [5] [6]この容易なアクセス性と、広く知られた言語で書かれたシンプルで拡張性の高いコードベースが相まって、SymPyは比較的導入しやすい コンピュータ代数システムとなっています。

SymPyは、基本的な記号演算から微積分、代数、離散数学、量子物理学に至るまで幅広い機能を備えています。計算結果をLaTeXコードとしてフォーマットすることも可能です。[4] [5]

SymPyはフリーソフトウェアであり、三条項BSDライセンスの下で提供されています。主導的な開発者はOndřej ČertíkとAaron Meurerです。2005年にOndřej Čertíkによって開発が開始されました。[7]

特徴

SymPy ライブラリは、多くのオプション モジュールを含むコアに分割されています。

現在、SymPyのコアには約26万行のコード[8]が含まれています（包括的なセルフテストセットも含まれています：バージョン0.7.5の時点で350のファイルに10万行以上）。その機能には以下が含まれます：[4] [5] [9] [10] [11]

コア機能

多項式

微積分

方程式を解く

離散数学

行列

幾何学

プロット

注意: プロットには外部のMatplotlibまたはPygletモジュールが必要です。

  • 座標モデル
  • 幾何学的エンティティのプロット
  • 2Dと3D
  • インタラクティブインターフェース
  • 色
  • アニメーション

物理

統計

組合せ論

印刷

  • SageMath : Mathematica、Maple、MATLAB、Magmaのオープンソース代替品(SymPy は Sage に含まれています)
  • SymEngine: SymPyのコア部分をC++で書き直し、パフォーマンスを向上させたもの。現在、 SymEngineをSageの基盤エンジンにも採用する作業が進行中（？） 。 [14]
  • mpmath:任意精度 浮動小数点演算用のPythonライブラリ[15]
  • SympyCore: 別のPythonコンピュータ代数システム[16]
  • SfePy: 1次元、2次元、3次元の有限要素法によって連立偏微分方程式（PDE）を解くソフトウェア。[17]
  • GAlgebra:幾何代数モジュール（旧称sympy.galgebra）。[18]
  • Quameon: Pythonによる量子モンテカルロ[19]
  • Lcapy:線形回路解析を教えるための実験的なPythonパッケージ。[20]
  • LaTeX Expressionプロジェクト：自動置換と結果計算を備えた記号形式の代数式を簡単にLaTeXでタイプセットする。[21]
  • シンボリック統計モデリング：複雑な物理モデルに統計演算を追加する。[22]
  • Diofant: Sergey B Kirpichev によって始められた SymPy のフォーク[23]

依存関係

バージョン 1.0 以降、SymPy には mpmath パッケージが依存関係として含まれています。

機能を強化できるオプションの依存関係がいくつかあります。

  • gmpy: gmpy がインストールされている場合、SymPy の多項式モジュールは、より高速な基底型のために自動的に gmpy を使用します。これにより、特定の演算のパフォーマンスが数倍向上する可能性があります。
  • matplotlib : matplotlib がインストールされている場合、SymPy はそれをプロットに使用できます。
  • Pyglet : 代替プロット パッケージ。

参照

参考文献

  1. ^ 「リリース - sympy/sympy」 。 2025年5月14日閲覧– GitHub経由。
  2. ^ “SymPy Live”. live.sympy.org . 2021年8月25日閲覧。
  3. ^ “SymPy Gamma”. www.sympygamma.com . 2021年8月25日閲覧。
  4. ^ abc 「SymPyホームページ」 。 2014年10月13日閲覧。
  5. ^ abc Joyner, David; Čertík, Ondřej; Meurer, Aaron; Granger, Brian E. (2012). 「オープンソースのコンピュータ代数システム：SymPy」. ACM Communications in Computer Algebra . 45 (3/4): 225– 234. doi :10.1145/2110170.2110185. S2CID  44862851.
  6. ^ アーロン、ミューラー;スミス、クリストファー P.パプロッキ、マテウシュ。チェルティク、オンドジェイ。キルピチェフ、セルゲイB。ロックリン、マシュー。クマール、アミット。イワノフ、セルジュ。ムーア、ジェイソン K. (2017-01-02)。 「SymPy: Python のシンボリック コンピューティング」(PDF)。PeerJ コンピュータ サイエンス。3：e103。ドイ: 10.7717/peerj-cs.103。ISSN  2376-5992。
  7. ^ 「SymPy vs. Mathematica · sympy/Sympy Wiki」。GitHub。
  8. ^ 「Open HUBにおけるSympyプロジェクトの統計」 。 2014年10月13日閲覧。
  9. ^ Gede, Gilbert; Peterson, Dale L.; Nanjangud, Angadh; Moore, Jason K.; Hubbard, Mont (2013). Pythonによる制約付きマルチボディダイナミクス：記号方程式の生成から出版まで. ASME 2013 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. American Society of Mechanical Engineers. pp. V07BT10A051. doi :10.1115/DETC2013-13470. ISBN  978-0-7918-5597-3。
  10. ^ Rocklin, Matthew; Terrel, Andy (2012). 「Symbolic Statistics with SymPy」. Computing in Science & Engineering . 14 (3): 88– 93. Bibcode :2012CSE....14c..88R. doi :10.1109/MCSE.2012.56. S2CID  18307629.
  11. ^ Asif, Mushtaq; Olaussen, Kåre (2014). 「高階積分器のための自動コード生成器」. Computer Physics Communications . 185 (5): 1461– 1472. arXiv : 1310.2111 . Bibcode :2014CoPhC.185.1461M. doi :10.1016/j.cpc.2014.01.012. S2CID  42041635.
  12. ^ 「Assumptions Module — SymPy 1.4 ドキュメント」. docs.sympy.org . 2019年7月5日閲覧。
  13. ^ 「連続体力学 — SymPy 1.4ドキュメント」. docs.sympy.org . 2019年7月5日閲覧。
  14. ^ “GitHub - symengine/symengine: SymEngineはC++で書かれた高速なシンボリック操作ライブラリです”. GitHub . 2021年8月25日閲覧。
  15. ^ 「mpmath - 任意精度浮動小数点演算用のPythonライブラリ」mpmath.org . 2021年8月25日閲覧。
  16. ^ “GitHub - pearu/sympycore: code.google.com/p/sympycore から自動的にエクスポートされました”. GitHub . 2021年1月. 2021年8月25日閲覧。
  17. ^ 開発者、SfePy。「SfePy: Pythonでのシンプルな有限要素法 — SfePyバージョン: 2021.2+git.13ca95f1ドキュメント」sfepy.org 。 2021年8月25日閲覧。
  18. ^ 「GitHub - pygae/galgebra: SymPy用記号幾何学代数/計算パッケージ」GitHub . 2021年8月25日閲覧。
  19. ^ 「Quameon - Pythonでの量子モンテカルロ」. quameon.sourceforge.net . 2021年8月25日閲覧。
  20. ^ “Lcapyのドキュメントへようこそ！ — Lcapy 0.76ドキュメント”. 2021年1月16日. 2021年1月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年8月25日閲覧。
  21. ^ 「LaTeX Expressionプロジェクトドキュメント — LaTeX Expression 0.3.devドキュメント」mech.fsv.cvut.cz. 2021年8月25日閲覧。
  22. ^ 「Symbolic Statistics with SymPy」. ResearchGate . 2021年8月25日閲覧。
  23. ^ 「Diofantのドキュメント — Diofant 0.13.0a4.dev13+g8c5685115 ドキュメント」。diofant.readthedocs.io 。2021年8月25日閲覧。
  • 公式サイト
  • プラネット・シンピ
  • SymPyチュートリアルコレクション
  • GitHubのコードリポジトリ
  • サポートと開発フォーラム
  • Gitterチャットルーム